初中物理电学实验集锦测量类实验
■ 罗 全
初中物理电学中测量类实验主要有两个：测电阻和测电功率．综观这两个实验，基本方法都是“伏安法”，即利用电压表测量两端电压，利用电流表测量通过的电流，再根据相应的公式计算出所测物理量，属于间接测量．这两个实验又是电学实验的基础，要求学生能熟练的掌握相关知识和相关操作，而难度又不大，所以成为中考实验题中出现频率较高的两个实验，要求学生重点掌握．
一基本实验
1．“伏安法”测定值电阻阻值：
2．实验原理：根据R=U／I，即利用电压表测量电阻两端的电压 ，利用电流表测量通过的电流，，从而计算出定值电阻的阻值Rx
实验器材：电源、电压表、电流表、开关、阻值未知的定值电阻Rx、滑动变阻器和导线 实验电路图：
实验步骤：
(1)按照电路图连接电路
(2)检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3,并读出对应的电流值分别为I1、I2、I3
(3)根据R=U/I计算对应的电阻R1、R2、R3， 再求出电阻的平均值Rx(R1+R2+R3)／3 实验注意事项：
(1)在连接电路时，开关要处于断开状态，滑动变阻器应处于阻值最大处
(2)电流表和电压表连接时要注意连接的方式、量程的选择、电流“正进负出”
(3)滑动变阻器的作用：一是保护电路，二是改变电阻两端的电压以便多次实验求平均值来减小测量误差
(4)每次读数完毕后应立即断开开关，避免因通电时间太长而导致电阻温度升高，引起测量误差
2．“缺表”测量定值电阻阻值： (1)缺少电压表
实验原理：当电路中缺少电压表时，关键是测量出Rx两端的电压，根据并联电路电压特点，让Rx与Ro并联，用电流表测量出Ro的电流，再根据欧姆定律计算出Ro的电压，即Rx的电压，再次测量出Rx的电流，即可计算出Rx的电阻．
实验器材：电源、电流表一只、开关、阻值未知的定值电阻尺 、阻值已知的定值电阻Ro、导线若干
实验电路图：
实验步骤：① 将Rx与Ro并联入电路
② 先将电流表与Ro串联，测出通过Ro的电流Io ③ 再将电流表与Rx串联，测出通过Rx的电流Ix ④Rx=IoRo／Ix (2)缺少电流表
实验原理：当电路中缺少电流表时，关键是测量出通过Rx的电流，根据串联电路电流特点，让Rx与Ro串联，用电压表测量出Ro的电压，再根据欧姆定律计算出Ro的电流，即Rx的电流，再次测量出Rx的电压，即可计算出Rx的电阻．
实验器材：电源、电压表一只、开关、阻值未知的定值电阻Rx、阻值已知的定值电阻Ro、导线若干
实验电路图：
实验步骤：①将Rx与Ro串联入电路 ②先将电压表与Ro 并联，测出Ro两端电压
③ 再将电压表与Rx并联，测出Rx两端电压Ux ④Rx=Ro/Uo
3．测小灯泡电功率
实验原理：根据P=UI，即利用电压表测出小灯泡的电压U，利用电流表测出通过小灯泡的电流U，从而计算出小灯泡的电功率P
实验器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干 实验电路图：
实验步骤：
(1)按电路图连接电路
(2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，分别使电压表的示数小于、等于、略大于小灯泡定电压，读出电压表的示数和对应电流表的示数，并观察小灯泡的亮度
(3)根据P=UI计算出不同情况下的电功率 实验注意事项：
(1)在连接电路时，开关要处于断开状态，滑动变阻器应处于阻值最大处
(2)电流表和电压表连接时要注意连接的方式、量程的选择、电流“正进负出”
(3)滑动变阻器的作用：一是保护电路，二是改变小灯泡两端的电压．选择滑动变阻器时，其允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作时的电流，且滑动变阻器的最大阻值与小灯泡的电阻差不多，以便调节效果明显
(4)电源电压略大于小灯泡的额定电压，改变小灯泡两端电压时，不可使小灯泡两端电压超过额定电压过多，否则会烧坏小灯泡
(5)额定电压下的功率是额定功率，数据处理时不可将三个电功率取平均值，表格不需设计“平均功率”一栏．
二、中考链接
例1 (2011·无锡)用“伏安法”测电阻，小华实验时的电路如图甲所示． (1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整．
(2)正确连接电路后．闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的_______端(选填“左”或“右”)．
(3)测量时，当电压表的示数为2．4V时，电流表的示数如图乙所示，则I=__________A，根据实验数据可得Rx=__________Ω
(4)如果身边只有一只电流表或电压表，利用一已知阻值为尺。的定值电阻、开关、导线、电源等器材也可以测出未知电阻Rx．请仿照表中示例，设计测量见阻值的其他方法．
示例 实念电路图 测量的物理量及Rx 的表达式 (1)将电流表与RO串联测出通过RO的电流IO (2)将电流表与RX串联 你设计 的方法 测出通过RX的电流IX (3)RX=IORO/IX
解析 在闭合开关之前，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，故滑片应移到最左端读出电流表的示数，运用欧姆定律求出电阻的值；当电路中电压表和电流表缺少一个时，可以用“等效”的方法来间接测电阻，题中关键是如何测量出Rx的电流，根据串联电路电流处处相等的特点，设计出采用串联电路，利用电压表测出Ro的电压即可算出Ro的电流即Rx的电流． 例2 (2011·苏州)小明按图所示电路做“测量灯泡的电功率”的实验．实验室可提供下列器材：
A．电流表 B．电压表
C．滑动变阻器R(阻值0~20Ω)
D．电阻为6Ω的待测灯泡L (电阻不随温度变化) E．电源E (电压 4．5V并保持不变) F．开关S及导线若干 (1)根据电路图和
实验室提供的器材，可判
断出：实验时通过灯泡的最小电流为________A；加在灯 泡两端的最大电压为________V；
(2)若小明所选电压表的量程为0～3V、电流 表的量程为0~0．6A，实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一，则测出的灯泡的功率范围只能是_______．
(3)小明按电路图连接好电路后进行实验，由于电路中某一处有故障，当闭合开关时电压表无示数，为查出电路故障，小明进一步观察并检查电路．当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时，小明结合前面的现察，就可判断出电路的故障：
如果小明观察到_________则故障是_______________. 如果小明观察到________则故障是________________.
(4)排除故障后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格．你认为这张表格的设计是_________(正确／错误)的.
次数 U/V I/A P/W 平均值P/W 1 2 3
解析 当滑动变阻器电阻全部接入电路中时，电流最小，而当滑动变阻器接入电阻为零时，灯泡两端电压最大；因为所选电压表量程为O~3V，电流表量程为0~0．6A，电流表示数至少为满刻度的三分之一，即I1=0．2A，此时电压表示数为U1=0．2X6=1．2V，计算出最小功率为Pl=1．2XO．2=0．24W；若电流表满刻度，即I2=0．6A，此时电压表的示数
U2=0.6X6=3．6V，超出了电压表的量程，所以灯泡两端最大电压为U3=3V，计算最大功率
为P2=U2／R=1．5W；电压表无示数，可能是灯泡短路或电路某处断路，由题意，只可能是滑动变阻器断路．在测灯泡电功率时，得到的是灯泡在不同电压下时的实际电功率，不能求平均值，所以表格设计错误．
认真做好物理实验，学会仔细观察物理实验现象，并能从测量数据中得出正确结论是每
个学生都应该掌握的一种基本技能．通过实验不但能培养学生的操作技能，激发学生对物理
的兴趣，而且对观察分析能力，归纳总结能力及语言表述能力的培养也是显而易见的．在初中物理电学实验中，测量类实验的操作难度不大，但准确性要求高，是电学知识的基础，对整个电学的学习起着重要的作用．
例题答案：
例1 (1)如图A所示 (2)左 (3)0．5 4．8 (4)电路图如图B所示
测量的物理量及表达式：① 将电压表与Ro并联，测出Ro两端电压Uo；② 将电压表与Rx
并联，测出Rx两端电压Ux；③Rx=UxRo／Uo
例2 (1)0．173 4．5 (2)0．24W～1．5W
(3)电流表无示数滑动变阻器断路电流表 有示数灯泡短路． (4)错误
